Mali talasi u masnim membranama ćelija mogu biti skriveni izvor energije, sugerišu istraživači

Mali talasi u masnim membranama ćelija mogu biti skriveni izvor energije, sugerišu istraživači

Membrane se neprekidno savijaju kao rezultat nasumičnih promena temperature kroz ćeliju. U teoriji, svaki napon proizveden na ovaj način trebao bi da se poništi u okruženjima pod ravnotežom, čineći ih beskorisnim kao izvore energije. Istraživači su zaključili da ćelije nisu u strogoj ravnoteži, jer aktivnost unutar ćelije neprekidno radi kako bi nas održala u životu. Da li bi to bilo dovoljno da lipidna membrana postane motor zahtevalo je nekoliko detaljnih formulacija.

Prema proračunima koje su izvršili istraživači, fleksoelektricnost bi mogla stvoriti električni razliku između unutrašnjosti i spoljašnjosti ćelije: do 90 milivolti, što je dovoljno napona da neuron počne da se aktivira. Proizvedeni napon mogao bi pomoći u kretanju jona, naelektrisanih atoma koji su kontrolisani protokom elektriciteta i hemikalija. Fluktuacije membrane mogu biti dovoljne da utiču na biološke operacije poput pokreta mišića i senzorskih signala. Tim je procenio da se naboji javljaju na milisekundnom nivou, što odgovara vremenu signala koji se talasaju kroz nerve.

„Naši rezultati otkrivaju da aktivnost može značajno pojačati transmembranski napon i polarizaciju, sugerišući fizički mehanizam za prikupljanje energije i usmereni transport jona u živim ćelijama,“ pišu istraživači. Ova otkrića mogla bi se proširiti i na grupe ćelija, pomažući da se objasni kako se ćelijske membrane mogu koordinisati da generišu efekte većih razmera i tkiva. Buduće studije sada mogu testirati da li sve ovo funkcioniše kako se očekuje unutar tela.

Ova otkrića mogla bi imati implikacije van živih tkiva: istraživači predlažu ideju korišćenja ovih istih tehnika za proizvodnju elektriciteta kako bi se informisao dizajn mreža veštačke inteligencije i sintetičkih materijala zasnovanih na prirodi. „Istraživanje elektromehaničke dinamike u neuron mrežama može povezati molekularnu fleksoelektricnost i složeno procesiranje informacija, sa implikacijama za razumevanje funkcije mozga i otkrivanje bio-inspirisanih računarskih materijala,“ pišu istraživači.